分析N溝道MOS場效應管的閾值電壓（）

N溝道MOS場效應管的閾值電壓

實際MOS管與理想MOS管的差別在于，需要考慮氧化層中正電荷（單位面積）以及金屬與半導體之間接觸電勢差，所帶來的影響。

1、在硅與氧化層界面上始終存在著由于雜質沾污或缺陷所形成的正電荷，它相當于增加了柵極電壓，實際上使閾值電壓增加了一項負值-。

的大小與硅材料的晶面取向有關，其典型值如表1.2-1：

2、柵極材料和溝道區中襯底材料的接觸電勢差值對閾值電壓VT的影響。

如果半導體的功函數大于金屬的功函數，在允許交換電子的情況下，金屬一邊的電子將流向半導體一邊，其作用與氧化層中的正電荷相仿，實際上使閾值電壓增加了一項負值，其大小等于金屬和硅之間的接觸電勢差。其值決定了柵極和襯底兩種材料的費米勢之差，即：

對于鋁柵，（柵極）=0.6伏；而對于硅柵，（柵極）值隨柵極摻雜及濃廢不同而不同，現將資料[10]提供的數據，列表如1.2-2。

顯然，n溝MOS管的實際閾值電壓VT，可由理想MOS管的閾值電壓VˊT，加上

得到，其關系式為：

式中，稱為平帶電壓。上式既適用于增強型管，也適用于耗盡型管，對于增強型管，只要滿足條件：

即，適當增加襯底濃度，減小氧化層中的正電荷Qss，便能做到，構成n溝增強型MOS管。如果氧化層中的正電荷Qss較大或襯腐濃度太小，有可能使，形成n溝耗盡型場效應管。

對于p溝MOS管的閾值電壓VT，可寫為：

若滿足的條件，則得到P溝增強型管。如果，則得P溝耗盡型管。由上式可知，P溝耗盡型管是不易實現的。

由（1.2-12）、（1.2-14）式及表1.2-2可得鋁柵和硅柵閾值電壓表示式，列表1.2-3。

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